1 概念設計概述

　　概念是在頭腦中形成的反映對象本質屬性的思維形式，它是將所感知事物的共同本質特點抽象出來加以概括而形成，概念設計是伴隨設計的產生而產生的。

　　2 概念設計與結構計算關系

　　隨著社會的進步，經濟的發展，建筑物隨著人口的增加越建越密集，物資財富的積累也越來越多。而且，我們的房子越做越大，結構越來越復雜，如果發生地震災害，對我們所造成的損失也會越來越大。然而隨著計算機在設計中越來越廣泛地應用，有些設計人員越來越迷信計算機的計算結果，而不注重結構的整體分析，好象計算結果滿足要求了，這個建筑物就安全了，如果不滿足，就加大配筋和斷面，結果梁越做越大，柱越做越肥，這樣做的結果，不僅造成很大的浪費，而且簡單地加大單個構件往往改變了結構構件的內力分配，不能確保結構安全。

　　3建筑結構抗震概念設計的主要思想

　　概括地說，一個有利于抗震的建筑，首先必須有一個有利于抗震的建筑場地，它的建筑結構應該具有盡可能規則的平立面; 結構體系具有合理而不間斷的傳力途徑; 同時應確保結構的整體性，受到地震作用的時候構件能夠共同工作，按設計的要求達到極限狀態; 構件的破壞具有一定的先后順序，必要的時候犧牲次要的結構來消耗地震能量，以保護主要結構，使人的生命和財產的損失降低到最小的程度。

　　3. 1 避開不利地質區域

　　建筑物能否有效地抵抗地震破壞，首先需要有一個堅實的地基基礎，因此，我們在選擇建筑場地的時候，應根據工程需要，掌握地震活動情況、工程地質和地震地質的有關資料，對抗震有利、不利和危險地段作出綜合評價。對不利地段，應提出避開要求; 當無法避開時應采取有效措施; 不應在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。地震除了直接造成結構破壞以外，還可能引起地表的錯動與地裂，地基土的不均勻沉降，滑坡和粉、砂土液化等，造成建筑物的間接破壞。一個好的建筑場地，不僅能使建筑物有效地抵抗地震的破壞，而且還能減少投資，降低成本。

　　3. 2 協調結構與建筑設計

　　抗震概念設計不是結構設計人員所能完全包辦的，建筑設計師應具備一定的抗震知識。但由于專業分工不同，結構工程師往往會比建筑師更注重分析地震作用，所以，結構工程師應利用自己所掌握的知識，協助建筑方案設計人員對建筑物平立面進行合理的調整，使之既功能齊全，美觀大方，符合建筑設計的要求，又能使結構盡量規則，符合抗震設計的要求。具體地說，就是要求建筑及其抗側力結構的平面宜規則、對稱，并具有良好的整體性; 建筑的立面和豎向剖面宜規則，結構的側向剛度宜均勻變化，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變。

　　3. 3 建筑平、立面外形選擇

　　歷次震害調查及力學分析表明，建筑平、立面外形尺寸突變處、質量分布突變處、豎向抗側力構件截面尺寸和材料強度突變處、由于應力集中都容易產生比較嚴重的震害，而剛度中心與質量中心的偏離容易引起建筑物的扭轉而產生比較嚴重的震害; 整體性差的建筑物，如抗側力結構水平或豎向不連續( 單跨或不連續框架、豎向結構轉換) 、抗側力構件錯位( 包括混凝土框架、混凝土抗震墻、砌體結構抗震橫墻) ，由于贅余度偏少或傳力路線不順暢，抗震性能就會大幅度降低。對于不規則的建筑，在結構設計時要進行水平地震作用計算和內力調整，并應對薄弱部位采取有效的抗震構造措施。對于嚴重不規則的方案，不應采用。如果一個建筑物因為方案設計不合理而造成不必要的浪費，甚至形成安全隱患，那么，這個設計就是失敗的，因此，建筑結構規則性對于抗震是相當重要的。

　　3. 4 結構體系選擇

　　建筑結構確定以后，還應該合理地選擇結構體系。結構設計人員應根據建筑的抗震設防類別、抗震設防烈度、建筑高度、場地條件、地基、結構材料和施工等因素，經技術、經濟和使用條件綜合比較確定結構體系。新的《建筑抗震設計規范》( GB 50011 -2010) 要求結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途經，使設計人員更容易掌握和控制結構所受的地震作用，更容易發現計算結果的錯誤; 在抗震設計的過程中應正確分析力的傳遞途徑，合理的分配調整內力，加強容易遭受地震破壞的結構或構件的抗震能力，避免部分結構( 構件) 破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力; 應具備必要的抗震承載能力，良好的變形能力和消耗抗震能量的能力，這樣利用結構的變形消耗掉部分地震的能量，可以大大減輕地震作用對結構的破壞; 宜有合理的剛度和承載力分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，對可能出現的薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。薄弱部位是抗震能力最弱的地方，在設計過程中，應使該部位的實際承載力和設計計算的彈性承載力之比在總體上保持一個相對均勻的變化，避免由于內力重分布導致塑性變形的集中，同時還要防止加強局部而忽視整個結構的剛度和強度的協調，使它有足夠的變形能力又不發生薄弱部位的轉移; 宜有多道抗震防線。在很多情況下，由于地震作用的不確定性和反復性，地震破壞是不可避免的，適當處理構件的強弱關系，使其形成多道防線，是增加結構抗震能力的重要措施。

　　4 建筑物抗震的新技術

　　4. 1 隔震技術

　　在建筑結構中應用隔震技術是國際上熱門的工程抗震新技術。它通過把隔震消能裝置( 如橡膠隔震墊) 安放在結構物底部和基礎( 或底部柱頂) 之間，把上部結構和基礎“隔開”。這樣，改變了結構的動力特性和動力作用，明顯地減輕結構物的地震反應，達到“以柔克剛”的效果。國內外大量的試驗和工程實踐證明，隔震體系一般可使結構水平地震加度反應下降 60% 左右，從而消除或有效減輕結構的地震損壞，提高建筑物及其內部人員的全性。隔震體系具有很大的垂直承載力( 50 ～2 000 t) 及很大的垂直壓縮剛度，而其水平變形剛度較小( 0. 25 ～1. 8 kN/mm) ，水平極限變位值較大( 10 ～50 cm) ，它具有足夠大的初始剛度，以抵抗風荷載和輕微地震，當強地震發生時，又能自由柔性滑動，而變形過大時，剛度回升，具有保護和限位作用，鋼板夾層橡膠隔震墊具有較大的復位能力，在多次地震中自動瞬時復位。根據其特性，一般來說隔震技術主要適用于較重要的低層和多層建筑，如醫院、學校、商場、科研機構以及重要的指揮職能單位。

　　4. 2 消能減震技術

　　建筑結構的消能減震技術方法是指在結構的某些部位( 如支撐、剪力墻、節點、連接縫或連接件等) 設置消能阻尼裝置或元件，通過消能裝置產生摩擦非線性滯回變形耗能來耗散或吸收地震能量以減小主體結構的水平和豎向地震反應，從而避免結構產生破壞或倒塌，以達到減震抗震的目的。這種方法主要用于高層或超高層建筑。由于隔震和消能減震體系能使建筑上部結構承受的地震作用大幅度降低，使上部結構構件和節點的斷面、配筋減小，構造及施工簡單，從而可節省造價。

　　5 總 結

　　隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高，對建筑結構抗震設計和抗震技術也提出了更高的要求。發展先進計算理論，加強計算機的應用，加快新型高強、輕質、環保建材的研究與應用，使建筑結構抗震設計更加安全、適用、可靠、經濟是當務之急。運用概念設計方法，可以在建筑抗震設計的方案階段就迅速有效地對結構體系進行構思、比較與選擇，從而使方案概念清晰和定性正確，避免在后期設計階段出現一些不必要的繁瑣運算，具有良好的經濟性和可靠性。